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液体に比べて気体は物凄く圧縮率が高いと思うのですが、

実際、空気の圧縮率ってどのくらいなのですか?

また気体の圧縮率の一覧とかはどの様なものから調べればよいのでしょうか?

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A 回答 (4件)

液体に比べて気体の圧縮率がどれくらい大きいのかが知りたいというのが質問の中心であるように思います。

個々の気体の種類によって値に違いがありますがおおざっぱには近いところにあります。

ボイルの法則はご存知ですね。圧力を2倍にすれば体積は半分になるというのは圧縮率を表していると考えられます。

常温で気体の物質の場合、常圧付近ではボイルの法則からのズレは小さいですから気体の種類に関係なく圧縮率は同じということになります。沸点が常温に近い物質の場合は沸点に比べて高い温度で考える事とします。

補足
 圧縮率の定義はα=-(dV/dP)/Vです。これに理想気体の状態方程式PV=RTを入れて計算します。 α=1/Pとなります。

熱膨張率はシャルルの法則です。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。とても参考になりました。

お礼日時:2006/09/12 22:01

forall0-9です。



載ってなかったですか…一応最新版を見るのもアリだと思うのですが
最新版に載っている可能性は…低いでしょうね。

見る価値はあるとはおもいますが。

参考になりましたら幸いです。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:2006/09/12 16:20

こんにちは。



確認したわけではありませんが、そういった科学的データは
もしかすると『理科年表』に載っている可能性があります。

参考になりましたら幸いです。
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この回答へのお礼

早速のご回答有難う御座います。

私もそう思い調べたのですが、
液体に関するデータは載っていたのですが
残念ながら、気体に関しては記載されていませんでした。

私の理科年表が88年度版と古いせいもあるのでしょうか??

お礼日時:2006/09/12 13:42

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Q圧縮空気の体積

室温20℃で現在空気だけが入っている100リットルの圧力タンク(タンク圧0MPa)にコンプレッサーで空気を送り込みタンクが1MPaになったときの送った空気の量を知りたいのですが計算方法がありましたらよろしくお願いします。

Aベストアンサー

「 No.1 」> 水では50リットル空気では200リットル送った時、圧力計が0.1MPaを示すと思うのですが

本日読み返してみて、やっと「質問の真意」が、判りましたですね。(www

私が理解した「質問の意味」とは。
------------
 最初タンク入っているのは「大気圧の1気圧」で、その中に追加して、空気を入れた場合と水を入れた場合と、
 では、それぞれどれ位の量を入れれば、「大気圧の2倍の2気圧になるのか?」と言う質問だと、理解します。
------------

その「答え」とは。
------------
 空気(気体)を入れる場合は、ボイルの法則により「タンク容積と同じ100リットル」を追加して入れると、
 合計で200リッターの空気量となり、「2倍の2気圧になる」と、考えられます。

 水(液体)を入れた場合は、その圧縮性は極めて小さいために、追加して入れると、そのまま空気を押し縮め、
 タンク容積の半分の「50リットルの水」を入れただけで、最初の空気の容積は「50リットル」に圧縮され、
 上と同様のボイルの法則で、これも「2倍の2気圧になる」と、考えられます。
------------

もしも、最初にタンクに入っている空気圧が、「大気圧」だった場合は、後々の計算も、「気圧」で考えた方が、
判り易いのではないかと思いますが、どうでしょうか。

> 100リットルの圧力タンク(タンク圧0MPa)

もし、最初にタンクに入っている気圧が「真空」なのだとすれば、「水」の場合い、タンクいっぱいになるまで、
幾ら入れても、気圧としては上がらないことになります。

圧力の質問をされる場合は、その圧力が、「絶対圧」か「相対圧」なのかを、十分に明確にした上で聞かないと、
答える側も、混乱してしまうことになりますね。

「 No.1 」> 水では50リットル空気では200リットル送った時、圧力計が0.1MPaを示すと思うのですが

本日読み返してみて、やっと「質問の真意」が、判りましたですね。(www

私が理解した「質問の意味」とは。
------------
 最初タンク入っているのは「大気圧の1気圧」で、その中に追加して、空気を入れた場合と水を入れた場合と、
 では、それぞれどれ位の量を入れれば、「大気圧の2倍の2気圧になるのか?」と言う質問だと、理解します。
------------

その「答え」とは。
---...続きを読む

Q窒素ガスの圧縮係数について教えて下さい。

窒素ガスの圧縮係数について教えて下さい。

窒素の圧縮係数について記載されているサイトを教えて下さい。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

超高圧のようですね。

であれば、こちらの資料の方が良いように思います。

http://home.n08.itscom.net/iwatasue/lecture_note/chapt2.pdf

詳しくは説明できません。

Q水の圧縮性について

先日、友人と話をしていて意見が分かれました。友人は、水も圧縮すると体積が小さくなると言い張るんです。圧縮空気はスキューバーダイビングをする時などに使用されるので、馴染みがあるのですが圧縮水など聞いた事もないし、ちょっと想像が出来ないので私は「水は非圧縮物質だ!」と反論したのですが、その理由を相手に説明することが出来ませんでした。実の所はどうなのでしょう?どなたか詳しい方が教えて下さると助かります。因に物理・科学の分野は苦手なので、やさしく噛み砕いて説明して頂けると嬉しいです。

Aベストアンサー

どんなものでも圧力をかければ体積は小さくなります.
ただし,気体と液体ではその程度がめちゃくちゃ違います.

常温常圧付近の空気は大体理想気体と考えてOKです.
つまり,圧力を1気圧から2気圧にすると体積は半分になります.
だから,空気ボンベにたくさん空気が詰められる,というわけです.

さて,水の方ですが,
理科年表で水の圧縮率を見てちょこちょこと見積もったところ,
常温常圧付近で2気圧にすると体積は 4.5×10^(-5) くらい
(つまり,10万分の4.5 くらい)減るようです.

ついでに,固体はもっと体積が減りにくい.
鉄だと,大体水の 1/100 くらいの体積減少です.

sachiko444 さんも友人の方も,どちらも一理というところですね.

Q液体は圧縮出来るのでしょうか?

液体も圧力を加えることで体積はちじむのでしょうか?
また、その様な液体の性質についての簡単な本がありましたら、
紹介してもらえないでしょうか?

Aベストアンサー

出来ます。その力を利用したのが、油圧機械です。(水圧を利用した物は少ない)結構身近な存在で、よくドアの上についている<の字をした棒が付いているのも油圧です。
あれが壊れると、ドアがゆっくり閉まらなくなるので、うるさいです。
油圧についての本はやたらと多いので、自分で読んでみて選んでください。

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q空気の熱膨張について教えてください。

空気の熱膨張について調べています。
20℃の空気1㎥が100℃に温度が上昇したとき、体積はどのように変化するのでしょうか?
また、同じように20℃から-40℃に下降したときはどのように変化するのでしょうか?
気圧等の条件を無視しているためおおよその値で構いませんが、教えていただきたいと思います。
また、合わせて考え方も教えていただけると助かります。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

回答1で挙げられてますが、
シャルルの法則は
「圧力が一定のとき、理想気体の体積は絶対温度に比例する」
と、非常に簡単なものです。

後は「絶対温度=摂氏温度+273.16」であるということさえ分かっていればOK。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B6%E5%AF%BE%E6%B8%A9%E5%BA%A6

> 20℃の空気が100℃に温度が上昇したとき、

摂氏20度は、絶対温度293.16Kで、
摂氏100度は、絶対温度373.16Kですから、
同圧力の場合、体積は373÷293=1.27倍になります。

Q流量の計算式。

流体の流量の計算式でこのような記述を教えて頂きました。
流量=(圧力元吐出口圧力-シリンダ入口圧力)/配管抵抗
流量は、流速×断面積ではないのですか?
これなどのような式なのでしょうか?
成立する場合単位を教えて頂きたいです。
できれば簡単な数値を入れて、計算式を教えて下さい。
お願い致します!

Aベストアンサー

>流量は、流速×断面積ではないのですか?
そうなのだけれど、今問題としているのは、圧力から流量を計算する式がどうなっているか、であるため
流速×断面積という回答ではアウト。

で、流量=流速×断面積という関係があるので、 流速と圧力の関係を式で示す方法でも可。

>これはどのような式なのでしょうか?
要するに、圧力差と流量は比例する、という式。

No.3の回答とは違います。No.3の回答は、圧力差と√流量が比例し、適当な範囲を取り出すなら、
そらは直線で近似できる、ということ。それ自体はそうなのですが、それなら
流量=(圧力元吐出口圧力-シリンダ入口圧力ーα)/配管抵抗
と、なにやら意味不明(=実験などで求める)の定数がオマケに入ります。

で、圧力差と流速は比例する場合と圧力差と√流速が比例する場合は、両方存在。
粘性が低い場合(たとえば水)が√流速に比例し、粘性が高い場合(たとえば油)が流速に比例します。
※厳密に言えば、√流速と流速の中間の中途半端な状態です。また、水の場合でも地下水(流速が遅く、かつ、管径が細い、と考えればよい)なら流速に比例します。
よって、油(など、粘性が高い流体)の場合の計算式がHPに示されていたものと思われます。

式を一般形で書くと、

ΔP=f ・ L/D ・ V^2/2g  (ダルシー・ワイズバッハの式)

f :比例定数(損失係数)
ΔP:圧力差 (=圧力元吐出口圧力-シリンダ入口圧力) 単位は、m。 (圧力を、流体の密度で割ったもの。)
L :管の延長  ただし、曲がりなどは、適当な倍率を掛けて直線に換算する。
D :管の直径
V :流速  お望みなら、Q/ (πD^2/4)と読み替える。
g :重力加速度 約9.8m/s^2

ややこしいのがfであって、定数と書いたけれど定数ではない......
油のような場合、f=X/V (X:今度こそ定数。) 、水の場合はfは定数(として解く場合と、Vの関数として解く場合の両方を使い分ける。)

油の場合、f=X/Vなので、式を整理すれば、
V=ΔP×β (β:式を整理し、管の直径などの定数から計算した定数)
Q=V/Aだから、
Q=ΔP÷(A/β)   ここで、A/βを配管抵抗と定義すれば、元の式と一致。

>できれば簡単な数値を入れて、計算式を教えて下さい。
それ、上の説明で、βの計算式を示すしか方法がないが....
動粘性係数とかレイノルズ数とか出てきて、とてもじゃないけど簡単じゃないです。

>流量は、流速×断面積ではないのですか?
そうなのだけれど、今問題としているのは、圧力から流量を計算する式がどうなっているか、であるため
流速×断面積という回答ではアウト。

で、流量=流速×断面積という関係があるので、 流速と圧力の関係を式で示す方法でも可。

>これはどのような式なのでしょうか?
要するに、圧力差と流量は比例する、という式。

No.3の回答とは違います。No.3の回答は、圧力差と√流量が比例し、適当な範囲を取り出すなら、
そらは直線で近似できる、ということ。それ自体はそう...続きを読む

Q気体の膨張率は気体の種類で違うのか?

気体の膨張率は気体の種類で違うのか?との質問ですが、1度温度が下がる毎に、絶対零度に近づき、1/273.15づつ体積が小さくなるのだから、全て気体の膨張及び、縮小率は同じと私は思います。しかし私が説明しても職場の人は??違うといいます。

 私が間違っているのでしょうか?
 皆さご教授を宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

質問されている方がどういう場面でこの話をされたかが分かりません。どういう職場かも分かりません。気体の膨張率の話が出るというというのはどういう職場なんでしょう。。これが分からないと答えようがありません。
私は単に話がかみ合っていないだけのように思います。どちらが正しいとか間違っているとかの話ではないと思います。職場の方達が質問者様の話の何処に納得が行かなくて引っかかったのか解きほぐす必要があります。正しいことを言っているから分からない方がおかしいという立場だと相手のこだわりが分かりません。
解答されている方は理想気体の話をされています。でも気体の状態方程式は皆知っているというレベルの場面ではないと思います。だから理想気体を持ち出す必要のないところに問題があったのではないかなと思っています。普通の職場で理想気体と実在気体の食い違いが問題になる事があるでしょうか。

シャルルの法則は18世紀の後半(1787)です。
内容は2つあると思います。
(1)「種々の気体は同じ膨張係数を持つ」
(2)「膨張係数の値は1/273である」

(1)の方が(2)よりも測定しやすい内容だと思います。同じ割合で増加するというのは証明しやすいです。この割合が気体ごとにバラバラな値ではなくてほぼ同じになるというのは新しい法則の発見として受け止められたと思います。有効数字4桁とか5桁の話ではありません。2桁から3桁あれば充分です。

温度測定がはいってくると難しくなります。273を出すのでもかなり難しいです。300が出ればまあ成功でしょう。
273.15という現在の絶対零度の値を出して法則を押し付けると反発が来ます。何でそんなに細かいところまで言えるんや?となります。有効数字5桁で成り立つという事は無理です。これになると基準系としての理想気体という考えが必要になってきます。

でも法則というのはそこまでの数値の精度がいつも求められているものでしょうか。
ある出来事の結果を幅1割の範囲で予想出来るということがあったとします。これは普通の意味で言うと凄いことです。1%の範囲で予測できるというと普通は神業です。でもそれが出来るというのが法則です。
確かさの表現として「十中八九」とか「九分九厘」とかがあります。うえの10%、1%に対応します。有効数字で2桁から3桁の精度です。

普通の気体で普通の温度、圧力の近くで用いる限り、ボイルの法則もシャルルの法則も充分この精度で当てはまります。常温で気体の物質を加熱していくとき(此処で冷やすを持ち出すといけません)にシャルルの法則は有効です。圧力も10気圧程度までだったらかなり安心して使えます。ボンベに加圧して入れるなんて事を想定する必要はありません。よく「温度が高いとき」とか「」圧力が低いとき」とかの注が載ります。でも実用的に用いるとき「どれくらい温度が高蹴ればいいのか」、「どれくらい圧力が低ければいいのか」の目安を与えている本は少ないです。こういう事を曖昧に聞かされると「役に立たないことを教えられている、こんな事やっても仕方がない」と投げ出してしまう生徒が出てきます。

気体の法則ですから気体である範囲でしか使えないという前提は必要です。だから「高温とは気体が液体になる温度に比べて」ということになります。「1気圧は低圧だ」と考えてよいでしょう。

ボイルの法則に比べてシャルルの法則の方が馴染みにくいです。「圧力が2倍になれば体積が半分」という表現に比べて上に書いた法則(1)(2)の内容は難しいです。「温度を2倍にすれば・・・」だったら楽なんですが「絶対温度を2倍にすれば・・・」ですからちょっとハードルがあります。
でも「ピストンの付いた容器に気体が入っている。室温から何℃くらいまで加熱すると体積が2倍になるか。100℃、150℃、・・・と50℃刻みの値で答えよ。」だと答えやすいのではないでしょうか。

質問されている方がどういう場面でこの話をされたかが分かりません。どういう職場かも分かりません。気体の膨張率の話が出るというというのはどういう職場なんでしょう。。これが分からないと答えようがありません。
私は単に話がかみ合っていないだけのように思います。どちらが正しいとか間違っているとかの話ではないと思います。職場の方達が質問者様の話の何処に納得が行かなくて引っかかったのか解きほぐす必要があります。正しいことを言っているから分からない方がおかしいという立場だと相手のこだわり...続きを読む

Q圧縮空気量について

3m^3の圧力タンクにゲージ圧0.6MPa
空気が充填されています。
この空気を大気に開放したとき、何m^3になるのでしょうか?
条件として、温度は一定で、大気圧は、101.3kPa
ですが、単純に3×6で18m^3
ではないですよね?
101.3A=701.3x3
A≒20.78 m^3
であってますか??詳しくご存じの方教えてください。

Aベストアンサー

合っています。でも20.76900≒20.77じゃないかと思うのですが。

QNをPaに単位換算できるのか?

大変困ってます。
皆さんのお力をお貸しください。

加重単位Nを圧力単位Paに変換できるのでしょうか?
もし出来るとしたらやり方を教えてください。
具体的には30Nは何Paかということです。
変換の過程も教えていただければ幸いです。

是非、ご回答、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 No.1さんがおおまかに答えておられますが、補足します。
 N(ニュートン)は力の単位です。対して、Pa(パスカル)は圧力の単位です。これらは次元が違うので、単独では変換はできません。
「30 Nは何Paか」
というのはナンセンスです。
 NとPaの関係は、
Pa = N/m^2
です。質問が、
「30 NをPaを使って表せ」
というのならば、
30 N = 30 Pa・m^2
となります。m^2(平方メートル)という単位が必要になります。物理量の間の関係、
圧力 = 力/面積
および、単位の間の関係
Pa = N/m^2
を整理して覚えてください。


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